Controlo de defeitos em termoplásticos obtidos por injeção

• Autor(a) principal: Marujo, Miguel Ângelo Oliveira
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/13940
• topic: Engenharia de materiais; Polímeros; Termoplásticos; Moldagem por injecção; Indústria automóvel

O presente trabalho teve por principal objetivo estudar o impacto da flutuação de características reológicas das poliftalamidas (PPAs) na ocorrência de determinados defeitos no processo de injeção da empresa Yazaki Saltano, visando identificar a eventual necessidade de reavaliar o intervalo de viscosidade da matéria-prima cumprida pelo fornecedor e assim contribuir para melhorar a estabilidade do processo de injeção da empresa. Tendo-se equacionado a hipótese de os defeitos reportados na empresa se correlacionarem com flutuações na viscosidade das PPAs, desenvolveram-se um conjunto de estudos que visaram a clarificação dessa eventual relação. Foram realizadas análises reológicas (determinação do índice de fluidez (MFI)), análises térmicas (análises de calorimetria diferencial de varrimento (DSC)) e análises do comportamento das PPAs no processo de moldação (testes de injeção). Foi ainda estudada a possível influência da mistura de material reciclado nas PPA em produção na empresa na sua reologia e comportamento térmico. Inicialmente foram selecionados vários lotes de PPA para análise. Os mais estudados foram os lotes de PPA com viscosidade de 107 Pa.s e 144 Pa.s (dados do fornecedor da PPA), que se situam nos extremos inferior e superior do intervalo de viscosidade identificado na empresa. A determinação do MFI destes lotes bem como de outros lotes com valores de viscosidade intermédios confirmou as diferenças reológicas entre o lote de PPA 107 Pa.s e o PPA 144 Pa.s, corroborando a diferença entre os seus valores de viscosidade, sem no entanto permitir a identificação de uma clara correlação entre MFI e viscosidade. As análises DSC aos lotes de PPA com 107 Pa.s e 144 Pa.s, foram realizadas de acordo com a norma ISO 11357, utilizando uma velocidade de aquecimento e arrefecimento de 10 ºC/min. Estas análises evidenciaram diferenças nos picos referentes às temperaturas de fusão e de cristalização destas amostras, confirmando que as diferenças reológicas entre estas amostras se traduzem efetivamente em diferenças de comportamento térmico. Foram realizados dois tipos de testes de injeção. O primeiro visou a variação de parâmetros de injeção utilizando um mesmo material, o lote de PPA 107 Pa.s. Neste teste, percebeu-se a influência do tempo de arrefecimento, da temperatura do molde e da temperatura do cilindro no arrefecimento do material no molde. O segundo visou a variação do valor de viscosidade do material a injetar, mantendo constantes os parâmetros operatórios. Neste segundo teste foram assim utilizados os lotes de PPA com viscosidades de 107 Pa.s e 144 Pa.s. Estes testes permitiram identificar variações nos parâmetros de controlo do processo de injeção que refletiram os efeitos das diferenças de reologia do material bem como, no caso do material em produção na empresa, o efeito da incorporação de material reciclado. Para clarificar o efeito do reciclado, incorporaram-se teores de 15% e 30% de material reciclado no lote de PPA 107 Pa.s e caracterizou-se o comportamento reológico e térmico dessas formulações. Observou-se uma clara influência da presença de material reciclado na reologia das PPAs, que se refletiu nas diferenças entre as temperaturas de fusão no 1º aquecimento, tendo-se assim constatado que a diferença entre a temperatura referência para fusão das PPAs e a observada experimentalmente se acentuou em cerca de 15-20 ºC. Em conclusão, o estudo realizado aponta para a necessidade de reajustar, para um valor superior, o limite inferior do intervalo de viscosidade da matéria-prima contratado com o fornecedor.